Новое исследование Университета Северной Аризоны указывает на то, что в определённых условиях растения могут «курировать» свои микробиомы — отбирать полезные микробы и подавлять вредные — для адаптации к окружающей среде. Результаты имеют большое значение для устойчивого сельского хозяйства и способствуют лучшему пониманию того, как сложные экосистемы адаптируются к меняющимся условиям.
Авторы исследования
Исследование, опубликованное в The ISME Journal, написали профессор Регентс Нэнси Коллинз Джонсон из Школы Земли и устойчивого развития Университета Северной Аризоны и профессор Сесар Марин из Университета Санто-Томас в Чили.
Суть микробиома растений
Проще говоря, у растений есть микробиом в корнях и вокруг них, состоящий из разнообразных сообществ грибов, бактерий, вирусов и других микроорганизмов. Эти сообщества помогают растениям получать питательные вещества и воду из почвы, а также защищают их от стресса и болезней.
Попытки воссоздания микробиома
На протяжении десятилетий люди пытались воссоздать эти разнообразные сообщества и их полезные эффекты в коммерческих целях. Однако такие продукты часто не обеспечивают ожидаемой пользы для растений.
Функциональный отбор команд (ФОТ)
Функциональный отбор команд (ФОТ) может объяснить почему. ФОТ предлагает целостный взгляд, который рассматривает растения и их микробиомы как разнообразные системы взаимодействующих организмов и вирусов.
Функциональные команды микробов могут эволюционировать, чтобы помочь растениям расти и процветать в сложных условиях. Когда ресурсы ограничены, но есть достаточно времени и полезных микробов, растения и грибы могут образовывать взаимовыгодное партнёрство, которое помогает растениям расти.
«Функциональные команды вряд ли будут развиваться в благоприятных условиях без стресса и при наличии достаточных ресурсов, потому что для этого отсутствует давление отбора, необходимое для формирования состава микробиома», — сказала Джонсон.
«Доказательства ФОТ можно увидеть в исследованиях, показывающих, что удобрение естественной растительности часто снижает микоризные преимущества за счёт устранения необходимого давления отбора».
Основы ФОТ
Функциональный отбор команд основан на экологических и эволюционных теориях, включая недавно предложенный Закон возрастания функциональной информации, который объясняет роль функции и отбора в эволюции всех типов систем во Вселенной.
Хотя ФОТ был разработан для понимания эволюции и функционирования растений и их подземных микробиом, этот подход может помочь нам понять и лучше управлять всеми видами микробиом, которые выполняют важные функции для человека.
Предоставлено
Northern Arizona University